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2020-2021:teams:mian:pantw:real_analysis

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2020-2021:teams:mian:pantw:real_analysis [2020/05/08 11:45]
grapelemonade 迁移数学笔记
2020-2021:teams:mian:pantw:real_analysis [2020/05/08 11:55] (当前版本)
grapelemonade [散度场] minor fixes for oiint
行 1: 行 1:
 ====== 工科数学分析(2) ====== ====== 工科数学分析(2) ======
- 
- 
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 ====== 11 数项级数 ====== ====== 11 数项级数 ======
行 58: 行 55:
 ==== 分部求和公式 ==== ==== 分部求和公式 ====
  
-$\{a_n\}, \{b_n\}$ 是实数列,$\forall n\in \mathbb{N}^{\star},​ S_k=\sum\limits_{i=1}^{k}a_i,​ S_0 = 0$,则\\+$\displaystyle\{a_n\}, \{b_n\}$ 是实数列,$\forall n\in \mathbb{N}^{\star},​ S_k=\sum\limits_{i=1}^{k}a_i,​ S_0 = 0$,则\\
 $\sum\limits_{k=1}^{n}a_kb_k=\sum\limits_{k=1}^{n-1}S_k(b_k-b_{k+1})+S_nb_n$ $\sum\limits_{k=1}^{n}a_kb_k=\sum\limits_{k=1}^{n-1}S_k(b_k-b_{k+1})+S_nb_n$
  
 (我觉得这就跟分部积分一模一样嘛) (我觉得这就跟分部积分一模一样嘛)
  
-$\int S\mathrm{d}T = ST - \int T\mathrm{d}S$+$\displaystyle\int S\mathrm{d}T = ST - \int T\mathrm{d}S$
  
 把 $a_n$ 看成 $\mathrm{d}S$,$b_n$ 看成 $T$,$\sum ab = \int T\mathrm{d}S=ST-\int S\mathrm{d} T = b\sum a + \sum (\sum a)(b_k - b_{k+1})$ 把 $a_n$ 看成 $\mathrm{d}S$,$b_n$ 看成 $T$,$\sum ab = \int T\mathrm{d}S=ST-\int S\mathrm{d} T = b\sum a + \sum (\sum a)(b_k - b_{k+1})$
行 69: 行 66:
 ==== 阿贝尔引理 ==== ==== 阿贝尔引理 ====
  
-$\{b_n\}$ 单调,$\left|\sum a\right|\le M$,则 $|\sum\limits_{k=1}^{n}a_kb_k|\le M(|b_1|+2|b_n|)$.+$\displaystyle\{b_n\}$ 单调,$\left|\sum a\right|\le M$,则 $|\sum\limits_{k=1}^{n}a_kb_k|\le M(|b_1|+2|b_n|)$.
  
 ==== 狄利克雷判别法 ==== ==== 狄利克雷判别法 ====
  
-$\{b_n\}$ 单调递减趋 $0$,$\sum a$ 有界 $\Rightarrow \sum\limits_{k=1}^{\infty} a_kb_k$ 收敛.+$\displaystyle\{b_n\}$ 单调递减趋 $0$,$\sum a$ 有界 $\Rightarrow \sum\limits_{k=1}^{\infty} a_kb_k$ 收敛.
  
 ==== 阿贝尔判别法 ==== ==== 阿贝尔判别法 ====
  
-$\{b_n\}$ 单调有界,$\sum a$ 收敛 $\Rightarrow \sum\limits_{k=1}^{\infty} a_kb_k$ 收敛.+$\displaystyle\{b_n\}$ 单调有界,$\sum a$ 收敛 $\Rightarrow \sum\limits_{k=1}^{\infty} a_kb_k$ 收敛.
  
 ===== 11.4 更序问题与级数乘法 ===== ===== 11.4 更序问题与级数乘法 =====
行 83: 行 80:
 ==== 更序问题 ==== ==== 更序问题 ====
  
-$\mathbf{Th.\;​ 11.4.1}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​ 11.4.1}$
  
 若级数绝对收敛,则其正项和与负项和均收敛;\\ 若级数绝对收敛,则其正项和与负项和均收敛;\\
 若其条件收敛,则两者均发散到无穷大。 若其条件收敛,则两者均发散到无穷大。
  
-$\mathbf{Th.\;​ 11.4.2}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​ 11.4.2}$
  
 若级数绝对收敛,则任意调整其中各项顺序得到的新级数也绝对收敛,且和不变。 若级数绝对收敛,则任意调整其中各项顺序得到的新级数也绝对收敛,且和不变。
  
-$\mathbf{Th.\;​ 11.4.3}\;​\;​\text{Riemann 更序定理}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​ 11.4.3}\;​\;​\text{Riemann 更序定理}$
  
 若级数条件收敛,则可以通过调整其中的项的顺序使其收敛到任一确定实数。 若级数条件收敛,则可以通过调整其中的项的顺序使其收敛到任一确定实数。
行 98: 行 95:
 ==== 级数乘法 ==== ==== 级数乘法 ====
  
-$\mathbf{Def.}\;​\;​\text{Cauchy 乘积}$+$\displaystyle\mathbf{Def.}\;​\;​\text{Cauchy 乘积}$
  
-$\sum\limits_{n=1}^{\infty}c_n = \sum\limits_{n=1}^{\infty} (x_1y_n+x_2y_{n-1}+\cdots+x_ny_1)$+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{\infty}c_n = \sum\limits_{n=1}^{\infty} (x_1y_n+x_2y_{n-1}+\cdots+x_ny_1)$
  
 称为级数 $\sum x$ 和 $\sum y$ 的 Cauchy 乘积。 称为级数 $\sum x$ 和 $\sum y$ 的 Cauchy 乘积。
  
-$\mathbf{Th.\;​ 11.4.3}\;​\;​\text{Cauchy 定理}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​ 11.4.3}\;​\;​\text{Cauchy 定理}$
  
 两级数收敛,则其柯西积亦收敛,且收敛于两级数收敛值之积。 两级数收敛,则其柯西积亦收敛,且收敛于两级数收敛值之积。
- 
- 
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 ====== 12 函数项级数 ====== ====== 12 函数项级数 ======
行 117: 行 111:
 ==== 逐点收敛 ==== ==== 逐点收敛 ====
  
-$\forall x_0 \in I$,若 $\{f_n(x_0)\}$ 收敛到 $f(x_0)$,则称 $\{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上逐点收敛.+$\displaystyle\forall x_0 \in I$,若 $\{f_n(x_0)\}$ 收敛到 $f(x_0)$,则称 $\{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上逐点收敛.
  
 ==== 一致收敛 ==== ==== 一致收敛 ====
  
-$\forall\ \varepsilon > 0, \exists N(\varepsilon) > 0$,当 $n>​N(\varepsilon)$ 时,$\forall x\in I$,有 $|f_n(x)-f(x)|<​\varepsilon$ 成立,则称函数序列 $\{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上一致收敛于 $f(x)$,记为 $f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)$.+$\displaystyle\forall\ \varepsilon > 0, \exists N(\varepsilon) > 0$,当 $n>​N(\varepsilon)$ 时,$\forall x\in I$,有 $|f_n(x)-f(x)|<​\varepsilon$ 成立,则称函数序列 $\{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上一致收敛于 $f(x)$,记为 $f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)$.
  
 ===== 12.2 一致收敛的判别 ===== ===== 12.2 一致收敛的判别 =====
行 127: 行 121:
 ==== 余项定理 ==== ==== 余项定理 ====
  
-$\lim\limits_{n\to \infty} \sup\limits_{x\in I} |f_n(x)-f(x)| = 0 \iff f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)\quad (n \in \mathbb{N}^{\star})$+$\displaystyle\lim\limits_{n\to \infty} \sup\limits_{x\in I} |f_n(x)-f(x)| = 0 \iff f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)\quad (n \in \mathbb{N}^{\star})$
  
 ==== 柯西收敛定理 ==== ==== 柯西收敛定理 ====
  
-$\forall x_0 \in I, \forall \varepsilon > 0, \exists N(x_0, \varepsilon) \in \mathbb{N}^{\star},​ \forall n > N, \forall p \in \mathbb{N}^{\star}:​ |f_n(x_0) - f_{n+p}(x_0)| < \varepsilon \iff \{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上逐点收敛.+$\displaystyle\forall x_0 \in I, \forall \varepsilon > 0, \exists N(x_0, \varepsilon) \in \mathbb{N}^{\star},​ \forall n > N, \forall p \in \mathbb{N}^{\star}:​ |f_n(x_0) - f_{n+p}(x_0)| < \varepsilon \iff \{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上逐点收敛.
  
-$\forall \varepsilon > 0, \exists N( \varepsilon) \in \mathbb{N}^{\star},​ \forall n > N, \forall p \in \mathbb{N}^{\star},​\forall x \in I: |f_n(x) - f_{n+p}(x)| < \varepsilon \iff \{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上一致收敛.+$\displaystyle\forall \varepsilon > 0, \exists N( \varepsilon) \in \mathbb{N}^{\star},​ \forall n > N, \forall p \in \mathbb{N}^{\star},​\forall x \in I: |f_n(x) - f_{n+p}(x)| < \varepsilon \iff \{f_n(x)\}$ 在 $I$ 上一致收敛.
  
 ==== 维尔斯特拉斯(Weierstrass)判别法(M 判别法,控制判别法) ==== ==== 维尔斯特拉斯(Weierstrass)判别法(M 判别法,控制判别法) ====
行 145: 行 139:
 若在 $I$ 上: 若在 $I$ 上:
  
-$\{b_n(x)\}$ 对固定的 $x$ 单调,一致收敛至 $0$.+$\displaystyle\{b_n(x)\}$ 对固定的 $x$ 单调,一致收敛至 $0$.
  
-$\sum\limits_{n=1}^{N}a_n(x)$ 在 $I$ 上一致有界.+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{N}a_n(x)$ 在 $I$ 上一致有界.
  
 则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)b_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛. 则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)b_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛.
行 157: 行 151:
 若在 $I$ 上: 若在 $I$ 上:
  
-$\{b_n(x)\}$ 对固定的 $x$ 单调,在 $I$ 上一致有界.+$\displaystyle\{b_n(x)\}$ 对固定的 $x$ 单调,在 $I$ 上一致有界.
  
-$\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛.+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛.
  
 则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)b_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛. 则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n(x)b_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛.
行 169: 行 163:
 $f_n(x)$ 在 $I$ 上连续,$f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow}f(x)$,则 $f(x)$ 在 $I$ 上连续. $f_n(x)$ 在 $I$ 上连续,$f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow}f(x)$,则 $f(x)$ 在 $I$ 上连续.
  
-$\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛于 $S(x)$,则 $u_n(x)\in C_{I} \Rightarrow S_n(x)\in C_{I}$+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)$ 在 $I$ 上一致收敛于 $S(x)$,则 $u_n(x)\in C_{I} \Rightarrow S_n(x)\in C_{I}$
  
 Dini 定理 Dini 定理
  
-$\{f_n(x)\}\in C[a,​b]$,若对任意给定 $x \in [a, b]$,$\lim\limits_{n\to \infty}f_n(x)=0$,$f_n(x)$ 递减,则 $\{f_n(x)\}$ 一致收敛于 $0$。+$\displaystyle\{f_n(x)\}\in C[a,​b]$,若对任意给定 $x \in [a, b]$,$\lim\limits_{n\to \infty}f_n(x)=0$,$f_n(x)$ 递减,则 $\{f_n(x)\}$ 一致收敛于 $0$。
  
-$\{f_n(x)\}\in C[a,​b]$,且收敛于 $f(x)$,若对任意给定 $x \in [a, b]$,$f_n(x)$ 单调,则 $\{f_n(x)\}$ 在 $[a, b]$ 上一致收敛于 $f(x)$。+$\displaystyle\{f_n(x)\}\in C[a,​b]$,且收敛于 $f(x)$,若对任意给定 $x \in [a, b]$,$f_n(x)$ 单调,则 $\{f_n(x)\}$ 在 $[a, b]$ 上一致收敛于 $f(x)$。
  
-$\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x),​ u_n(x)\in C[a,b], u_n(x)\ge 0.$ 若 $S(x) \in C[a,​b]$,则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)$ 在 $[a, b]$ 上一致收敛。+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x),​ u_n(x)\in C[a,b], u_n(x)\ge 0.$ 若 $S(x) \in C[a,​b]$,则 $\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)$ 在 $[a, b]$ 上一致收敛。
  
 ==== 积分 ==== ==== 积分 ====
  
-$\{f_n\}\in R[a,​b]$,$f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)$,则 $f \in R[a, b]$ 且 $\lim\limits_{n\to \infty}\int_{a}^{b}f_n(x)\mathrm{d}x=\int_{a}^{b}f(x)\mathrm{d}x$+$\displaystyle\{f_n\}\in R[a,​b]$,$f_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow} f(x)$,则 $f \in R[a, b]$ 且 $\lim\limits_{n\to \infty}\int_{a}^{b}f_n(x)\mathrm{d}x=\int_{a}^{b}f(x)\mathrm{d}x$
  
 (极限和积分交换顺序) (极限和积分交换顺序)
  
-$\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow}S(x),​ u_n(x)\in R[a,​b]$,则 $S(x)\in R[a,b], \int_{a}^{b}(\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x))\mathrm{d}x = \sum\limits_{n=1}^{\infty}\int_{a}^{b}u_n(x)\mathrm{d}x$+$\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x)\stackrel{uni}{\longrightarrow}S(x),​ u_n(x)\in R[a,​b]$,则 $S(x)\in R[a,b], \int_{a}^{b}(\sum\limits_{n=1}^{\infty}u_n(x))\mathrm{d}x = \sum\limits_{n=1}^{\infty}\int_{a}^{b}u_n(x)\mathrm{d}x$
  
 ==== 求导 ==== ==== 求导 ====
行 195: 行 189:
 ===== 12.4 幂级数 ===== ===== 12.4 幂级数 =====
  
-$\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_n(x-x_0)^n$+$\displaystyle\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_n(x-x_0)^n$
  
-$\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_nx^n$+$\displaystyle\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_nx^n$
  
 ==== 收敛性 ==== ==== 收敛性 ====
行 203: 行 197:
 Abel 定理 Abel 定理
  
-$\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_nx^n$+$\displaystyle\sum\limits_{n=0}^{\infty}a_nx^n$
  
 若在 $x_0 \neq 0$ 处收敛,则对所有 $|x|<​|x_0|$ 绝对收敛。 若在 $x_0 \neq 0$ 处收敛,则对所有 $|x|<​|x_0|$ 绝对收敛。
行 219: 行 213:
 ==== 代数性质 ==== ==== 代数性质 ====
  
-$\sum a_nx^n: R_a,\; \sum b_nx^n: R_b,\; R=\min\{R_a,​ R_b\}.$ 则:+$\displaystyle\sum a_nx^n: R_a,\; \sum b_nx^n: R_b,\; R=\min\{R_a,​ R_b\}.$ 则:
  
-$\sum(a_n\pm b_n)x^n = \sum a_nx^n\pm \sum b_nx^n$ 在 $(-R, R)$ 上成立。+$\displaystyle\sum(a_n\pm b_n)x^n = \sum a_nx^n\pm \sum b_nx^n$ 在 $(-R, R)$ 上成立。
  
-$\sum a_nx^n, \sum b_nx^n$ 的柯西积在 $(-R, R)$ 上绝对收敛。+$\displaystyle\sum a_nx^n, \sum b_nx^n$ 的柯西积在 $(-R, R)$ 上绝对收敛。
  
 ==== 内闭一致收敛性 ==== ==== 内闭一致收敛性 ====
  
-$\forall [L, K] \subset (-R, R)$,$\sum a_nx^n$ 在 $[L, K]$ 上一致收敛。+$\displaystyle\forall [L, K] \subset (-R, R)$,$\sum a_nx^n$ 在 $[L, K]$ 上一致收敛。
  
 ==== 分析性质 ==== ==== 分析性质 ====
行 233: 行 227:
 === Abel 第二定理 === === Abel 第二定理 ===
  
-$\lim\limits_{x\to R^{-}} \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nx^n = \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nR^n$ (收敛时)+$\displaystyle\lim\limits_{x\to R^{-}} \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nx^n = \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nR^n$ (收敛时)
  
-$\lim\limits_{x\to (-R)^{+}} \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nx^n = \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_n(-R)^n$ (收敛时)+$\displaystyle\lim\limits_{x\to (-R)^{+}} \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_nx^n = \sum\limits_{n=0}^{\infty} a_n(-R)^n$ (收敛时)
  
 === 导数性质 === === 导数性质 ===
行 249: 行 243:
 $S(x)\in R(-r,​r)$,且可逐项积分,即对 $\forall x \in (-R,R)$ 有 $S(x)\in R(-r,​r)$,且可逐项积分,即对 $\forall x \in (-R,R)$ 有
  
-$\int_{0}^{x}S(t)\mathrm{d}t=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\int_{0}^{x}a_nt^n\mathrm{d}t=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{a_n}{n+1}x^{n+1}$+$\displaystyle\int_{0}^{x}S(t)\mathrm{d}t=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\int_{0}^{x}a_nt^n\mathrm{d}t=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{a_n}{n+1}x^{n+1}$
  
 端点性质可能改变 端点性质可能改变
行 302: 行 296:
 (积化和差 和差化积) (积化和差 和差化积)
  
-$\int_{-\pi}^{\pi} \sin mx \sin nx \mathrm{d}x = \pi \delta_{mn}=\begin{cases}0,​ m\neq n\\\pi, m=n\end{cases}$+$\displaystyle\int_{-\pi}^{\pi} \sin mx \sin nx \mathrm{d}x = \pi \delta_{mn}=\begin{cases}0,​ m\neq n\\\pi, m=n\end{cases}$
  
 ==== 傅里叶级数 ==== ==== 傅里叶级数 ====
行 308: 行 302:
 === 傅里叶系数 === === 傅里叶系数 ===
  
-$\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\mathrm{d}x = \int_{-\pi}^{\pi}\frac{a_0}{2}\mathrm{d}x + \int_{-\pi}^{\pi} [\sum\limits_{k=1}^{\infty}(a_k\cos kx+b_k\sin kx)]\mathrm{d}x=a_0\pi\iff a_0 = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi} f(x)\mathrm{d}x$+$\displaystyle\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\mathrm{d}x = \int_{-\pi}^{\pi}\frac{a_0}{2}\mathrm{d}x + \int_{-\pi}^{\pi} [\sum\limits_{k=1}^{\infty}(a_k\cos kx+b_k\sin kx)]\mathrm{d}x=a_0\pi\iff a_0 = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi} f(x)\mathrm{d}x$
  
-$\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\cos nx\mathrm{d}x = \frac{a_0}{2}\int_{-\pi}^{\pi}\cos nx\mathrm{d}x + \sum\limits_{k=1}^{\infty}(a_k\int_{-\pi}^{\pi}\cos kx\cos nx\mathrm{d}x+b_k\int_{-\pi}^{\pi}\sin kx\cos nx\mathrm{d}x)=a_n\int_{-\pi}^{\pi} \cos^2 nx \mathrm{d}x = a_n\pi\iff a_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\cos nx\mathrm{d}x$+$\displaystyle\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\cos nx\mathrm{d}x = \frac{a_0}{2}\int_{-\pi}^{\pi}\cos nx\mathrm{d}x + \sum\limits_{k=1}^{\infty}(a_k\int_{-\pi}^{\pi}\cos kx\cos nx\mathrm{d}x+b_k\int_{-\pi}^{\pi}\sin kx\cos nx\mathrm{d}x)=a_n\int_{-\pi}^{\pi} \cos^2 nx \mathrm{d}x = a_n\pi\iff a_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\cos nx\mathrm{d}x$
  
 同理 $b_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\sin nx\mathrm{d}x$ 同理 $b_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^{\pi}f(x)\sin nx\mathrm{d}x$
行 332: 行 326:
 === 定义在 [-\pi, \pi] 上时 === === 定义在 [-\pi, \pi] 上时 ===
  
-$\mathbf{Th.}$+$\displaystyle\mathbf{Th.}$
  
 (1)当周期为 $2\pi$ 的奇函数 $f(x)$ 展开成傅里叶级数时,其系数为 (1)当周期为 $2\pi$ 的奇函数 $f(x)$ 展开成傅里叶级数时,其系数为
行 348: 行 342:
 \end{cases}$$ \end{cases}$$
  
-$\mathbf{Def.}$+$\displaystyle\mathbf{Def.}$
  
 若 $f(x)$ 为奇函数,其傅里叶级数称为正弦级数。\\ 若 $f(x)$ 为奇函数,其傅里叶级数称为正弦级数。\\
行 386: 行 380:
 ==== Riemann-Lebesgue 引理 ==== ==== Riemann-Lebesgue 引理 ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.1:}$ **(R-L 引理)**+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.1:}$ **(R-L 引理)**
  
 若 $f$ 在 $[a, b]$ 上可积或绝对可积,那么: 若 $f$ 在 $[a, b]$ 上可积或绝对可积,那么:
  
-$\lim\limits_{\lambda\to +\infty}\int_{a}^{b}f(x)\cos \lambda x \mathrm{d}x=0$+$\displaystyle\lim\limits_{\lambda\to +\infty}\int_{a}^{b}f(x)\cos \lambda x \mathrm{d}x=0$
  
-$\lim\limits_{\lambda\to +\infty}\int_{a}^{b}f(x)\sin \lambda x \mathrm{d}x=0$+$\displaystyle\lim\limits_{\lambda\to +\infty}\int_{a}^{b}f(x)\sin \lambda x \mathrm{d}x=0$
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.2:}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.2:}$
  
 若 $f$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可导,$f'​$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,如果 $f(-\pi)=f(\pi)$,那么: 若 $f$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可导,$f'​$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,如果 $f(-\pi)=f(\pi)$,那么:
行 400: 行 394:
 $a_n=o(\frac{1}{n}),​ b_n=o(\frac{1}{n}),​ n\to \infty$ $a_n=o(\frac{1}{n}),​ b_n=o(\frac{1}{n}),​ n\to \infty$
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.3:}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.3:}$
  
 若 $f$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上有 $k+1$ 阶导数,$f^{(n+1)}$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,如果 $f(-\pi)=f(\pi),​ f'​(-\pi)=f'​(\pi),​\ldots,​ f^{(k)}(-\pi)=f^{(k)}(\pi)$,那么: 若 $f$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上有 $k+1$ 阶导数,$f^{(n+1)}$ 在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,如果 $f(-\pi)=f(\pi),​ f'​(-\pi)=f'​(\pi),​\ldots,​ f^{(k)}(-\pi)=f^{(k)}(\pi)$,那么:
行 416: 行 410:
 ==== Dini 判别法 ==== ==== Dini 判别法 ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.5:}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.5:}$
  
 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,对 $s\in \mathbb{R}$,令: 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,对 $s\in \mathbb{R}$,令:
  
-$\varphi(t)=f(x_0+t)+f(x_0-t)-2s$,​+$\displaystyle\varphi(t)=f(x_0+t)+f(x_0-t)-2s$,​
  
 若 $\exists\ \delta>​0,​ \mathrm{s.t.} \frac{\varphi(t)}{t}$ 在 $[0, \delta]$ 上可积或绝对可积,那么 $f$ 的 Fourier 级数在 $x_0$ 处收敛于 $s$。 若 $\exists\ \delta>​0,​ \mathrm{s.t.} \frac{\varphi(t)}{t}$ 在 $[0, \delta]$ 上可积或绝对可积,那么 $f$ 的 Fourier 级数在 $x_0$ 处收敛于 $s$。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.7:}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.7:}$
  
 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,若 $f$ 在 $x_0$ 处存在导数,或者有两个有限的单侧导数,那么其傅里叶级数在 $x_0$ 处收敛于 $f(x_0)$. 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,若 $f$ 在 $x_0$ 处存在导数,或者有两个有限的单侧导数,那么其傅里叶级数在 $x_0$ 处收敛于 $f(x_0)$.
  
-$\mathbf{Def.\ \ 13.2:}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 13.2:}$
  
 若 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内有定义,若存在 $\delta > 0, L>0, \alpha > 0$,使得当 $t\in (0, \delta]$ 时有 若 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内有定义,若存在 $\delta > 0, L>0, \alpha > 0$,使得当 $t\in (0, \delta]$ 时有
行 437: 行 431:
 则称 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内满足 $\alpha$ 阶 Lipschitz 条件。 则称 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内满足 $\alpha$ 阶 Lipschitz 条件。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 13.6:}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 13.6:}$
  
 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,且 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内满足 $\alpha$ 阶 Lipschitz 条件,那么 $f$ 的傅里叶级数在 $x_0$ 处收敛。 若 $f$ 以 $2\pi$ 为周期,且在 $[-\pi, \pi]$ 上可积或绝对可积,且 $f$ 在 $U^{o}(x_0)$ 内满足 $\alpha$ 阶 Lipschitz 条件,那么 $f$ 的傅里叶级数在 $x_0$ 处收敛。
行 458: 行 452:
 在向量空间 $\mathbb{R}^n$ 上定义了内积的空间。 在向量空间 $\mathbb{R}^n$ 上定义了内积的空间。
  
-$\langle \boldsymbol{x},​\boldsymbol{y}\rangle=\sum\limits_{i=1}^{n}x_iy_i$+$\displaystyle\langle \boldsymbol{x},​\boldsymbol{y}\rangle=\sum\limits_{i=1}^{n}x_iy_i$
  
   - 半正定性 $\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle\ge 0$   - 半正定性 $\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle\ge 0$
行 466: 行 460:
 === Cauchy-Schwartz 不等式 === === Cauchy-Schwartz 不等式 ===
  
-$\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle^2\le \langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle\langle \boldsymbol{y},​ \boldsymbol{y}\rangle$+$\displaystyle\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle^2\le \langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle\langle \boldsymbol{y},​ \boldsymbol{y}\rangle$
  
 ==== 范数 ==== ==== 范数 ====
行 472: 行 466:
 === 定义 === === 定义 ===
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.1}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.1}$
  
-$\|\boldsymbol{x}\|=\sqrt{\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle}$,称向量 $\boldsymbol{x}$ 的范数。+$\displaystyle\|\boldsymbol{x}\|=\sqrt{\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{x}\rangle}$,称向量 $\boldsymbol{x}$ 的范数。
  
   - 正定性 $\|\boldsymbol{x}\|\ge 0$   - 正定性 $\|\boldsymbol{x}\|\ge 0$
行 484: 行 478:
 $|\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle|\le \|\boldsymbol{x}\|\|\boldsymbol{y}\|$ $|\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle|\le \|\boldsymbol{x}\|\|\boldsymbol{y}\|$
  
-$\|\boldsymbol{x}+\boldsymbol{y}\|^2\le(\|\boldsymbol{x}\|+\|\boldsymbol{y}\|)^2$+$\displaystyle\|\boldsymbol{x}+\boldsymbol{y}\|^2\le(\|\boldsymbol{x}\|+\|\boldsymbol{y}\|)^2$
  
 === 夹角 === === 夹角 ===
  
-$\cos\theta(\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y})=\frac{\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle}{\|\boldsymbol{x}\|\|\boldsymbol{y}\|}$+$\displaystyle\cos\theta(\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y})=\frac{\langle \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\rangle}{\|\boldsymbol{x}\|\|\boldsymbol{y}\|}$
  
 === 距离 === === 距离 ===
  
-$\mathbb{R}^2$ 上定义 $\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}$ 之间距离为 $\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{y}\|$+$\displaystyle\mathbb{R}^2$ 上定义 $\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}$ 之间距离为 $\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{y}\|$
  
 === 开球 === === 开球 ===
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.2}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.2}$
  
 开球:$B_r(\boldsymbol{a})=\{\boldsymbol{x}\in \mathbb{R}^n|\ \|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a}\|<​r\}$ 开球:$B_r(\boldsymbol{a})=\{\boldsymbol{x}\in \mathbb{R}^n|\ \|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a}\|<​r\}$
行 502: 行 496:
 ==== 点列收敛 ==== ==== 点列收敛 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.3}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.3}$
  
-$\{\boldsymbol{x}_k\}\subset \mathbb{R}^n$+$\displaystyle\{\boldsymbol{x}_k\}\subset \mathbb{R}^n$
  
-$\exists \boldsymbol{a}\in\mathbb{R}^n,​\forall \varepsilon>​0,​\exists K\in \mathbb{N}^{\star},​\forall k>K, \mathrm{s.t.} \|\boldsymbol{x}_k-\boldsymbol{a}|<​\varepsilon$,则称点列 $\{\boldsymbol{x}_k\}$ 收敛于 $\boldsymbol{a}$,记为 $\lim\limits_{k\to\infty}\boldsymbol{x}_k=\boldsymbol{a}$,称 $\boldsymbol{a}$ 为点列的极限。+$\displaystyle\exists \boldsymbol{a}\in\mathbb{R}^n,​\forall \varepsilon>​0,​\exists K\in \mathbb{N}^{\star},​\forall k>K, \mathrm{s.t.} \|\boldsymbol{x}_k-\boldsymbol{a}|<​\varepsilon$,则称点列 $\{\boldsymbol{x}_k\}$ 收敛于 $\boldsymbol{a}$,记为 $\lim\limits_{k\to\infty}\boldsymbol{x}_k=\boldsymbol{a}$,称 $\boldsymbol{a}$ 为点列的极限。
  
 若对每一分量都有 $\lim\limits_{k\to \infty}x_{i,​ k}=a_i$,称点列 $\{\boldsymbol{x}_k\}$ 按分量收敛于 $\boldsymbol{a}$。 若对每一分量都有 $\lim\limits_{k\to \infty}x_{i,​ k}=a_i$,称点列 $\{\boldsymbol{x}_k\}$ 按分量收敛于 $\boldsymbol{a}$。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.1.1}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.1.1}$
  
 点列收敛于 $\boldsymbol{a} \iff$ 点列按分量收敛于 $\boldsymbol{a}$. 点列收敛于 $\boldsymbol{a} \iff$ 点列按分量收敛于 $\boldsymbol{a}$.
行 516: 行 510:
 ==== 柯西收敛定理 ==== ==== 柯西收敛定理 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.4\quad \text{基本列}}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.4\quad \text{基本列}}$
  
 基本一样,不记了 基本一样,不记了
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.1.2\quad \text{柯西收敛定理}}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.1.2\quad \text{柯西收敛定理}}$
  
 点列收敛 $\iff$ 点列是基本列 点列收敛 $\iff$ 点列是基本列
行 526: 行 520:
 ==== 开集与闭集 ==== ==== 开集与闭集 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.5\quad \text{开集}}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.5\quad \text{开集}}$
  
 $E\subset\mathbb{R}^n$,若 $\forall \boldsymbol{x}\in E, \exists \varepsilon>​0,​ \mathrm{s.t.}\ ​ B_{\varepsilon}(\boldsymbol{x})\subset E$,则称 $E$ 为开集。 $E\subset\mathbb{R}^n$,若 $\forall \boldsymbol{x}\in E, \exists \varepsilon>​0,​ \mathrm{s.t.}\ ​ B_{\varepsilon}(\boldsymbol{x})\subset E$,则称 $E$ 为开集。
行 534: 行 528:
 约定 $\mathbb{R}^n$ 和 $\varnothing$ 既是开集也是闭集。 约定 $\mathbb{R}^n$ 和 $\varnothing$ 既是开集也是闭集。
  
-$\mathbf{Prop.\ \ 14.1.1}$+$\displaystyle\mathbf{Prop.\ \ 14.1.1}$
  
 有限多个开集的交仍是开集,任意多个开集的并仍是开集。 有限多个开集的交仍是开集,任意多个开集的并仍是开集。
行 542: 行 536:
 ==== 内点、外点、边界点 ==== ==== 内点、外点、边界点 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.6}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.6}$
  
 设 $E\subset \mathbb{R}^n,​ \boldsymbol{x}\in\mathbb{R}^n$,​ 设 $E\subset \mathbb{R}^n,​ \boldsymbol{x}\in\mathbb{R}^n$,​
行 556: 行 550:
 ==== 聚点 ==== ==== 聚点 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.7\quad \text{聚点}}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.7\quad \text{聚点}}$
  
-$\boldsymbol{a}$ 为聚点 $\iff E\subset \mathbb{R}^n,​ \boldsymbol{a}\in \mathbb{R}^n,​ \forall \varepsilon > 0, \exists \boldsymbol{p}\in ((B_{\varepsilon}(\boldsymbol{a}))\cap E)$+$\displaystyle\boldsymbol{a}$ 为聚点 $\iff E\subset \mathbb{R}^n,​ \boldsymbol{a}\in \mathbb{R}^n,​ \forall \varepsilon > 0, \exists \boldsymbol{p}\in ((B_{\varepsilon}(\boldsymbol{a}))\cap E)$
  
-$\boldsymbol{a}$ 为孤立点 $\iff \lnot (\boldsymbol{a}$ 为聚点$)$+$\displaystyle\boldsymbol{a}$ 为孤立点 $\iff \lnot (\boldsymbol{a}$ 为聚点$)$
  
 ==== 导集、闭包 ==== ==== 导集、闭包 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.8}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.8}$
  
 聚点全体称为导集,记为 $E'​$。 聚点全体称为导集,记为 $E'​$。
  
-$\bar{E}=E\cup E'$ 称为 $E$ 的闭包。+$\displaystyle\bar{E}=E\cup E'$ 称为 $E$ 的闭包。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.1.3}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.1.3}$
  
 集合 $E$ 是闭集 $\iff E' \subset E$ 集合 $E$ 是闭集 $\iff E' \subset E$
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.1.4}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.1.4}$
  
 集合 $E$ 是闭集 $\iff \forall \{\boldsymbol{a}_n\}\subset E, (\lim\limits_{n\to \infty}\boldsymbol{a}_n)\in E$ (收敛时) 集合 $E$ 是闭集 $\iff \forall \{\boldsymbol{a}_n\}\subset E, (\lim\limits_{n\to \infty}\boldsymbol{a}_n)\in E$ (收敛时)
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.1.5}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.1.5}$
  
 集合 $E$ 的导集与闭包均为闭集。 集合 $E$ 的导集与闭包均为闭集。
行 584: 行 578:
 ==== 连续曲线、道路连通 ==== ==== 连续曲线、道路连通 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.9}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.9}$
  
 设 $E$ 是 $\mathbb{R}^n$ 中的点集,若任给 $\boldsymbol{p},​ \boldsymbol{q} \in E$,存在 $E$ 中的连续曲线将两者联结,称 $E$ 是道路连通的。 设 $E$ 是 $\mathbb{R}^n$ 中的点集,若任给 $\boldsymbol{p},​ \boldsymbol{q} \in E$,存在 $E$ 中的连续曲线将两者联结,称 $E$ 是道路连通的。
行 592: 行 586:
 若所有的 $\varphi_i(t)$ 都连续,那么称 $\varphi$ 是一个连续映射,它的像为一条连续曲线。 若所有的 $\varphi_i(t)$ 都连续,那么称 $\varphi$ 是一个连续映射,它的像为一条连续曲线。
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.1.10}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.1.10}$
  
-$\mathbb{R}^n$ 中道路连通的开集称为(开)区域,区域的闭包称为闭区域。+$\displaystyle\mathbb{R}^n$ 中道路连通的开集称为(开)区域,区域的闭包称为闭区域。
  
 ===== 14.2 Euclid 空间的基本定理 ===== ===== 14.2 Euclid 空间的基本定理 =====
行 600: 行 594:
 ==== 闭集套定理 ==== ==== 闭集套定理 ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.2.1}\text{(闭集套定理)}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.2.1}\text{(闭集套定理)}$
  
 设 $\{E_k\}$ 是 $\mathbb{R}^n$ 上的非空闭集序列,满足 $E_1\supset E_2\supset \cdots \supset E_k\supset E_{k+1}\cdots$,且 $\lim\limits_{k\to \infty}\mathrm{diam} E_k=0$,则 $\mathop{\cap}\limits_{k=1}^{\infty}E_k$ 中只有唯一的一点。 设 $\{E_k\}$ 是 $\mathbb{R}^n$ 上的非空闭集序列,满足 $E_1\supset E_2\supset \cdots \supset E_k\supset E_{k+1}\cdots$,且 $\lim\limits_{k\to \infty}\mathrm{diam} E_k=0$,则 $\mathop{\cap}\limits_{k=1}^{\infty}E_k$ 中只有唯一的一点。
  
-$\mathrm{diam}\ E = \sup\{\|\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\|,​ \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\in E\}$,称 $E$ 的直径。+$\displaystyle\mathrm{diam}\ E = \sup\{\|\boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\|,​ \boldsymbol{x},​ \boldsymbol{y}\in E\}$,称 $E$ 的直径。
  
 ==== 列紧性定理(Bolzano-Weierstrass) ==== ==== 列紧性定理(Bolzano-Weierstrass) ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.2.2}\text{(列紧性定理)}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.2.2}\text{(列紧性定理)}$
  
-$\mathbb{R}^n$ 上有界点列 $\{x_k\}$ 必有收敛子列。+$\displaystyle\mathbb{R}^n$ 上有界点列 $\{x_k\}$ 必有收敛子列。
  
 ==== 紧致集 ==== ==== 紧致集 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.2.1}\text{(紧致集)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.2.1}\text{(紧致集)}$
  
 设 $S$ 为 $\mathbb{R}^n$ 上点集,若 $\mathbb{R}^n$ 中一组开集 $\{U_\alpha\}$ 满足 $\cup_\alpha U_\alpha \supset S$,那么称 $\{U_\alpha\}$ 为 $S$ 的一个开覆盖。 设 $S$ 为 $\mathbb{R}^n$ 上点集,若 $\mathbb{R}^n$ 中一组开集 $\{U_\alpha\}$ 满足 $\cup_\alpha U_\alpha \supset S$,那么称 $\{U_\alpha\}$ 为 $S$ 的一个开覆盖。
行 622: 行 616:
 ==== 有限覆盖定理 ==== ==== 有限覆盖定理 ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.2.3}\text{(有限覆盖定理)}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.2.3}\text{(有限覆盖定理)}$
  
 设 $E$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中子集,则以下几条等价: 设 $E$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中子集,则以下几条等价:
行 634: 行 628:
 ==== 定义 ==== ==== 定义 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.3.1}\text{(多元函数)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.3.1}\text{(多元函数)}$
  
-$\mathbb{R}^n$ 的子集到 $R$ 的映射 $f$ 称为 $n$ 元函数,其中该子集是 $f$ 的定义域,$\{f(\boldsymbol{x})\}\subset R$ 是 $f$ 的值域。+$\displaystyle\mathbb{R}^n$ 的子集到 $R$ 的映射 $f$ 称为 $n$ 元函数,其中该子集是 $f$ 的定义域,$\{f(\boldsymbol{x})\}\subset R$ 是 $f$ 的值域。
  
 $z=f(\boldsymbol{x})$ 或 $z=f(x_1, \cdots, x_n)$ $z=f(\boldsymbol{x})$ 或 $z=f(x_1, \cdots, x_n)$
行 642: 行 636:
 二元函数一般记作 $z=f(x,y)$ 二元函数一般记作 $z=f(x,y)$
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.3.2}\text{(重极限)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.3.2}\text{(重极限)}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,$\boldsymbol{a}\in\mathbb{R}^n$ 是 $D$ 的一个聚点,$A$ 是一个实数。 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,$\boldsymbol{a}\in\mathbb{R}^n$ 是 $D$ 的一个聚点,$A$ 是一个实数。
  
-$\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=A\iff \forall \varepsilon>​0,​\exists \delta>​0,​\forall \boldsymbol{x}\in B_{\varepsilon}(\boldsymbol{a}),​|f(\boldsymbol{x})-A|<​\varepsilon$+$\displaystyle\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=A\iff \forall \varepsilon>​0,​\exists \delta>​0,​\forall \boldsymbol{x}\in B_{\varepsilon}(\boldsymbol{a}),​|f(\boldsymbol{x})-A|<​\varepsilon$
  
 称 $A$ 为 $f(\boldsymbol{x})$ 在 $\boldsymbol{a}$ 点的重极限。 称 $A$ 为 $f(\boldsymbol{x})$ 在 $\boldsymbol{a}$ 点的重极限。
行 652: 行 646:
 ==== 海涅定理(Heine-Borel) ==== ==== 海涅定理(Heine-Borel) ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.3.1}\text{(海涅定理)}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.3.1}\text{(海涅定理)}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,则 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,则
  
-$\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=A\iff \forall \{\boldsymbol{x}_k\}\subset D, \boldsymbol{x}_k\neq \boldsymbol{a},​ \boldsymbol{x}_k\to\boldsymbol{a}(k\to\infty)$,都有 $\lim\limits_{k\to \infty}f(\boldsymbol{x}_k)=A$+$\displaystyle\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=A\iff \forall \{\boldsymbol{x}_k\}\subset D, \boldsymbol{x}_k\neq \boldsymbol{a},​ \boldsymbol{x}_k\to\boldsymbol{a}(k\to\infty)$,都有 $\lim\limits_{k\to \infty}f(\boldsymbol{x}_k)=A$
  
 ==== 累次极限 ==== ==== 累次极限 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.3.3}\text{(累次极限)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.3.3}\text{(累次极限)}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的二元函数,给定点 $(x_0, y_0)$,若对于每个固定的$y\neq y_0$,极限 $\lim\limits_{x\to x_0}f(x,​y))$ 存在,若极限 $\lim\limits_{y\to y_0}\lim\limits_{x\to x_0}f(x, y)$ 也存在,则称此极限为函数 $f(x, y)$ 在点 $(x_0, y_0)$ 先对 $x$ 后对 $y$ 的累次极限。 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的二元函数,给定点 $(x_0, y_0)$,若对于每个固定的$y\neq y_0$,极限 $\lim\limits_{x\to x_0}f(x,​y))$ 存在,若极限 $\lim\limits_{y\to y_0}\lim\limits_{x\to x_0}f(x, y)$ 也存在,则称此极限为函数 $f(x, y)$ 在点 $(x_0, y_0)$ 先对 $x$ 后对 $y$ 的累次极限。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.3.2}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.3.2}$
  
 二元函数 $f(x, y)$ 在某点的重极限与两个累次极限均存在,则它们相等。 二元函数 $f(x, y)$ 在某点的重极限与两个累次极限均存在,则它们相等。
行 670: 行 664:
 ==== 连续 ==== ==== 连续 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.3.3}\text{(累次极限)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.3.3}\text{(累次极限)}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,给定点 $\boldsymbol{a}\in D$,若$\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to \boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=f(\boldsymbol{a})$,则称函数 $f(\boldsymbol{x})$ 在 $\boldsymbol{a}$ 点连续。 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,给定点 $\boldsymbol{a}\in D$,若$\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to \boldsymbol{a}}f(\boldsymbol{x})=f(\boldsymbol{a})$,则称函数 $f(\boldsymbol{x})$ 在 $\boldsymbol{a}$ 点连续。
行 680: 行 674:
 在定义域上每一点均连续,则称 $f$ 在定义域上连续,或称 $f$ 是定义域上的连续函数。 在定义域上每一点均连续,则称 $f$ 在定义域上连续,或称 $f$ 是定义域上的连续函数。
  
-$\mathbf{Example. \ 14.3.7}\text{}$+$\displaystyle\mathbf{Example. \ 14.3.7}\text{}$
  
 行列式函数 $\det: M_{n\times n}\to \mathbb{R}$ 是连续函数。(将 $M_{n\times n}$ 视为 $\mathbb{R}^{n^2}$) 行列式函数 $\det: M_{n\times n}\to \mathbb{R}$ 是连续函数。(将 $M_{n\times n}$ 视为 $\mathbb{R}^{n^2}$)
  
-$\mathbf{Example. \ 14.3.8}\text{}$+$\displaystyle\mathbf{Example. \ 14.3.8}\text{}$
  
 $n$ 元多项式都是连续函数。 $n$ 元多项式都是连续函数。
行 690: 行 684:
 设 $P(\boldsymbol{x}),​ Q(\boldsymbol{x})$ 为 $n$ 元多项式 设 $P(\boldsymbol{x}),​ Q(\boldsymbol{x})$ 为 $n$ 元多项式
  
-$\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}P(\boldsymbol{x})Q(\boldsymbol{x})=P(\boldsymbol{a})Q(\boldsymbol{a}),​ \lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}\frac{P(\boldsymbol{x})}{Q(\boldsymbol{x})}=\frac{P(\boldsymbol{a})}{Q(\boldsymbol{a})},​ (Q(\boldsymbol{a})\neq 0)$+$\displaystyle\lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}P(\boldsymbol{x})Q(\boldsymbol{x})=P(\boldsymbol{a})Q(\boldsymbol{a}),​ \lim\limits_{\boldsymbol{x}\to\boldsymbol{a}}\frac{P(\boldsymbol{x})}{Q(\boldsymbol{x})}=\frac{P(\boldsymbol{a})}{Q(\boldsymbol{a})},​ (Q(\boldsymbol{a})\neq 0)$
  
 ===== 14.4 多元函数连续的性质 ===== ===== 14.4 多元函数连续的性质 =====
行 696: 行 690:
 ==== 一致连续 ==== ==== 一致连续 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.4.1}\text{(一致连续)}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.4.1}\text{(一致连续)}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,如果 $\forall \varepsilon>​0,​\exists \delta >​0,​\forall \boldsymbol{x},​\boldsymbol{y}\in D, (\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{y}\|<​\delta\Rightarrow |f(\boldsymbol{x})-f(\boldsymbol{y})|<​\varepsilon)$,则称函数 $f$ 在 $D$ 上一致连续。 $D\subset \mathbb{R}^n$,$z=f(\boldsymbol{x})$ 是定义在 $D$ 上的 $n$ 元函数,如果 $\forall \varepsilon>​0,​\exists \delta >​0,​\forall \boldsymbol{x},​\boldsymbol{y}\in D, (\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{y}\|<​\delta\Rightarrow |f(\boldsymbol{x})-f(\boldsymbol{y})|<​\varepsilon)$,则称函数 $f$ 在 $D$ 上一致连续。
行 702: 行 696:
 ==== 连续映射 ==== ==== 连续映射 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 14.4.2}\text{}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 14.4.2}\text{}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$,$\boldsymbol{f}:​ D\to \mathbb{R}^m$ 是 $D$ 到 $\mathbb{R}^m$ 的映射,给定 $\boldsymbol{x}_0\in D$,如果 $\forall \varepsilon>​0,​\exists \delta >​0,​\forall \boldsymbol{x}\in D, (\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{x_0}\|<​\delta\Rightarrow |\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x})-\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x_0})|<​\varepsilon)$,则称映射 $\boldsymbol{f}$ 在点 $\boldsymbol{x}_0$ 连续。 $D\subset \mathbb{R}^n$,$\boldsymbol{f}:​ D\to \mathbb{R}^m$ 是 $D$ 到 $\mathbb{R}^m$ 的映射,给定 $\boldsymbol{x}_0\in D$,如果 $\forall \varepsilon>​0,​\exists \delta >​0,​\forall \boldsymbol{x}\in D, (\|\boldsymbol{x}-\boldsymbol{x_0}\|<​\delta\Rightarrow |\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x})-\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x_0})|<​\varepsilon)$,则称映射 $\boldsymbol{f}$ 在点 $\boldsymbol{x}_0$ 连续。
行 722: 行 716:
 ==== 性质 ==== ==== 性质 ====
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.1}\text{}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.1}\text{}$
  
-$\boldsymbol{f}:​ \mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^m$ 是连续映射 $\iff \forall f_i$,$f_i$ 是连续函数。+$\displaystyle\boldsymbol{f}:​ \mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^m$ 是连续映射 $\iff \forall f_i$,$f_i$ 是连续函数。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.2}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.2}$
  
-$\boldsymbol{f}:​ \mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^m$,以下条件等价。+$\displaystyle\boldsymbol{f}:​ \mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^m$,以下条件等价。
  
   - $\boldsymbol{f}$ 是连续映射   - $\boldsymbol{f}$ 是连续映射
行 734: 行 728:
   - 对任意开集 $E\subset \mathbb{R}^m$,$\boldsymbol{f}^{-1}(E)$ 是 $\mathbb{R}^n$ 中开集   - 对任意开集 $E\subset \mathbb{R}^m$,$\boldsymbol{f}^{-1}(E)$ 是 $\mathbb{R}^n$ 中开集
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.3}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.3}$
  
 连续映射将紧致集映射成紧致集。 连续映射将紧致集映射成紧致集。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.4}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.4}$
  
 $D$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中紧致集,$f$ 是 $D$ 上的连续函数,则下列结论成立 $D$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中紧致集,$f$ 是 $D$ 上的连续函数,则下列结论成立
行 746: 行 740:
   - $f$ 在 $D$ 上一致连续。   - $f$ 在 $D$ 上一致连续。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.6}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.6}$
  
 连续映射把道路连通集映射为道路连通集。 连续映射把道路连通集映射为道路连通集。
行 754: 行 748:
 (1)连续函数将道路连通的紧致集映射成区间。 (2)连续函数将闭区域映射成闭区间。 (1)连续函数将道路连通的紧致集映射成区间。 (2)连续函数将闭区域映射成闭区间。
  
-$\mathbf{Th.\ \ 14.4.7}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 14.4.7}$
  
 $D$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中紧致集,$f$ 是 $D$ 上的连续函数,则 $\forall y\in \mathbb{R}, (\exists \boldsymbol{x}_1,​ \boldsymbol{x}_2\in D, y\in[f(\boldsymbol{x}_1),​ f(\boldsymbol{x}_2)]\Rightarrow \exists \boldsymbol{x}\in D, \mathrm{s.t.}\ y=f(\boldsymbol{x}))$ $D$ 为 $\mathbb{R}^n$ 中紧致集,$f$ 是 $D$ 上的连续函数,则 $\forall y\in \mathbb{R}, (\exists \boldsymbol{x}_1,​ \boldsymbol{x}_2\in D, y\in[f(\boldsymbol{x}_1),​ f(\boldsymbol{x}_2)]\Rightarrow \exists \boldsymbol{x}\in D, \mathrm{s.t.}\ y=f(\boldsymbol{x}))$
行 779: 行 773:
 ==== 偏导 ==== ==== 偏导 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 15.1.2}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 15.1.2}$
  
 设开集 $D\in\mathbb{R}^n,​ f: D\to \mathbb{R}$。对 $D$ 中给定的点 $\boldsymbol{x}_0=(x_1,​ \cdots, x_n)$,极限 设开集 $D\in\mathbb{R}^n,​ f: D\to \mathbb{R}$。对 $D$ 中给定的点 $\boldsymbol{x}_0=(x_1,​ \cdots, x_n)$,极限
  
-$\lim\limits_{\Delta x_i\to 0}\frac{f(x_1,​ \cdots, x_i+\Delta x_i, \cdots, x_n) - f(x_1, \cdots, x_i, \cdots, x_n)}{\Delta x_i}$+$\displaystyle\lim\limits_{\Delta x_i\to 0}\frac{f(x_1,​ \cdots, x_i+\Delta x_i, \cdots, x_n) - f(x_1, \cdots, x_i, \cdots, x_n)}{\Delta x_i}$
  
 存在,则称 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处关于第 $i$ 个分量可偏导,称该极限为函数 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处关于 $x_i$ 的偏导数,记为 $\frac{\partial f}{\partial x_i}(\boldsymbol{x_0})$ 或 $f_{x_i}(\boldsymbol{x}_0)$ 存在,则称 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处关于第 $i$ 个分量可偏导,称该极限为函数 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处关于 $x_i$ 的偏导数,记为 $\frac{\partial f}{\partial x_i}(\boldsymbol{x_0})$ 或 $f_{x_i}(\boldsymbol{x}_0)$
  
-$\mathrm{d}f(\boldsymbol{x}_0) = \sum\limits_{k=1}^{n}\frac{\partial f}{\partial x_k}(\boldsymbol{x}_0)\mathrm{d}x_k$+$\displaystyle\mathrm{d}f(\boldsymbol{x}_0) = \sum\limits_{k=1}^{n}\frac{\partial f}{\partial x_k}(\boldsymbol{x}_0)\mathrm{d}x_k$
  
 处处存在偏导:偏导函数 处处存在偏导:偏导函数
行 799: 行 793:
 ==== 方向导数 ==== ==== 方向导数 ====
  
-$\boldsymbol{u}$ 为给定的方向,$\boldsymbol{x}_0\in D$,极限 $\lim\limits_{t\to 0^{+}}\frac{f(\boldsymbol{x}_0+t\boldsymbol{u})-f(\boldsymbol{x}_0)}{t}$ 称为 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处沿方向 $\boldsymbol{u}$ 的方向导数,记作 $\frac{\partial f}{\partial \boldsymbol{u}}(\boldsymbol{x}_0)$.+$\displaystyle\boldsymbol{u}$ 为给定的方向,$\boldsymbol{x}_0\in D$,极限 $\lim\limits_{t\to 0^{+}}\frac{f(\boldsymbol{x}_0+t\boldsymbol{u})-f(\boldsymbol{x}_0)}{t}$ 称为 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处沿方向 $\boldsymbol{u}$ 的方向导数,记作 $\frac{\partial f}{\partial \boldsymbol{u}}(\boldsymbol{x}_0)$.
  
 ==== 二元函数偏导 ==== ==== 二元函数偏导 ====
行 817: 行 811:
 ==== 二元函数全微分 ==== ==== 二元函数全微分 ====
  
-$\mathrm{d}z=\frac{\partial f}{\partial x}\mathrm{d}x+\frac{\partial f}{\partial y}\mathrm{d}y$+$\displaystyle\mathrm{d}z=\frac{\partial f}{\partial x}\mathrm{d}x+\frac{\partial f}{\partial y}\mathrm{d}y$
  
 三元:$\mathrm{d}u=\frac{\partial u}{\partial x}\mathrm{d}x+\frac{\partial u}{\partial y}\mathrm{d}y+\frac{\partial u}{\partial z}\mathrm{d}z$ 三元:$\mathrm{d}u=\frac{\partial u}{\partial x}\mathrm{d}x+\frac{\partial u}{\partial y}\mathrm{d}y+\frac{\partial u}{\partial z}\mathrm{d}z$
行 849: 行 843:
 $f$ 在点 $\boldsymbol{x}_0=(x_1,​ \cdots, x_n)$ 可微 $\Rightarrow$ 则 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处沿任意方向 $\boldsymbol{u}$ 的方向导数均存在,且 $f$ 在点 $\boldsymbol{x}_0=(x_1,​ \cdots, x_n)$ 可微 $\Rightarrow$ 则 $f$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处沿任意方向 $\boldsymbol{u}$ 的方向导数均存在,且
  
-$\frac{\partial f}{\partial \boldsymbol{u}}=f_{x_1}(\boldsymbol{x}_0)u_1+\cdots+f_{x_n}(\boldsymbol{x}_0)u_n$+$\displaystyle\frac{\partial f}{\partial \boldsymbol{u}}=f_{x_1}(\boldsymbol{x}_0)u_1+\cdots+f_{x_n}(\boldsymbol{x}_0)u_n$
  
 这里 $(u_1, u_2, \cdots, u_n)$ 是指向方向 $\boldsymbol{u}$ 的单位向量。 这里 $(u_1, u_2, \cdots, u_n)$ 是指向方向 $\boldsymbol{u}$ 的单位向量。
行 861: 行 855:
 $u=\phi(t), v=\psi(t)$ 都在 $t$ 可导,函数 $z=f(u, v)$ 在对应点 $(u, v)$ 可微,则复合函数 $z=f[\phi(t),​ \psi(t)]$ 在对应点 $t$ 可导,其导数可用下列公式计算: $u=\phi(t), v=\psi(t)$ 都在 $t$ 可导,函数 $z=f(u, v)$ 在对应点 $(u, v)$ 可微,则复合函数 $z=f[\phi(t),​ \psi(t)]$ 在对应点 $t$ 可导,其导数可用下列公式计算:
  
-$\frac{\mathrm{d}z}{\mathrm{d}t}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\mathrm{d}u}{\mathrm{d}t}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}$+$\displaystyle\frac{\mathrm{d}z}{\mathrm{d}t}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\mathrm{d}u}{\mathrm{d}t}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}$
  
 === 多元函数套多元函数 === === 多元函数套多元函数 ===
行 867: 行 861:
 $u=\phi(x, y), v=\psi(x, y)$ 都在 $(x, y)$ 【可微】,函数 $z=f(u, v)$ 在对应点 $(u, v)$ 【可微】,则复合函数 $z=f[\phi(x,​ y), \psi(x, y)]$ 在对应点 $(x, y)$ 可微,其导数可用下列公式计算: $u=\phi(x, y), v=\psi(x, y)$ 都在 $(x, y)$ 【可微】,函数 $z=f(u, v)$ 在对应点 $(u, v)$ 【可微】,则复合函数 $z=f[\phi(x,​ y), \psi(x, y)]$ 在对应点 $(x, y)$ 可微,其导数可用下列公式计算:
  
-$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\partial v}{\partial x}$+$\displaystyle\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\partial v}{\partial x}$
  
-$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial y}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\partial v}{\partial y}$+$\displaystyle\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial z}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial y}+\frac{\partial z}{\partial v}\frac{\partial v}{\partial y}$
  
 函数 $f(u_1, \ldots, u_m)$ 在对应点 $(u_1, \ldots, u_m)$,$u_k(x_1,​ \ldots, x_n), k=1, 2,\ldots, m$ 在 $(x_1, \ldots, x_n)$ 可微: 函数 $f(u_1, \ldots, u_m)$ 在对应点 $(u_1, \ldots, u_m)$,$u_k(x_1,​ \ldots, x_n), k=1, 2,\ldots, m$ 在 $(x_1, \ldots, x_n)$ 可微:
  
-$\frac{\partial f}{\partial x_i}=\sum\limits_{k=1}^{m}\frac{\partial f}{\partial u_k}\frac{\partial u_k}{\partial x_i}, i = 1, \ldots, n.$+$\displaystyle\frac{\partial f}{\partial x_i}=\sum\limits_{k=1}^{m}\frac{\partial f}{\partial u_k}\frac{\partial u_k}{\partial x_i}, i = 1, \ldots, n.$
  
 === 特殊例子 === === 特殊例子 ===
行 883: 行 877:
 令 $v = x, w = y$ 令 $v = x, w = y$
  
-$\frac{\partial v}{\partial x}=\frac{\partial w}{\partial y} = 1, \frac{\partial w}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}=0$+$\displaystyle\frac{\partial v}{\partial x}=\frac{\partial w}{\partial y} = 1, \frac{\partial w}{\partial x}=\frac{\partial v}{\partial y}=0$
  
  
  
-$\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{\partial f}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial f}{\partial x}$+$\displaystyle\frac{\partial z}{\partial x}=\frac{\partial f}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial f}{\partial x}$
  
-$\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial f}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial y}+\frac{\partial f}{\partial y}$+$\displaystyle\frac{\partial z}{\partial y}=\frac{\partial f}{\partial u}\frac{\partial u}{\partial y}+\frac{\partial f}{\partial y}$
  
 注意区别 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 与 $\frac{\partial f}{\partial x}$. 注意区别 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 与 $\frac{\partial f}{\partial x}$.
行 895: 行 889:
 ==== 向量值函数的微分、Jacobian 矩阵 ==== ==== 向量值函数的微分、Jacobian 矩阵 ====
  
-$\mathbf{Def.\ \ 15.2.1}$+$\displaystyle\mathbf{Def.\ \ 15.2.1}$
  
 设向量值函数 $\boldsymbol{f}:​ D\subset \mathbb{R}^n\to \mathbb{R}^m$,点 $\boldsymbol{x}_0 = (x_1, \cdots, x_n)\in D$。 若存在 $m\times n$ 阶矩阵 $A=(a_{ij})_{m\times n}$,使得 设向量值函数 $\boldsymbol{f}:​ D\subset \mathbb{R}^n\to \mathbb{R}^m$,点 $\boldsymbol{x}_0 = (x_1, \cdots, x_n)\in D$。 若存在 $m\times n$ 阶矩阵 $A=(a_{ij})_{m\times n}$,使得
  
-$\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x})-\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x}_0)=A\Delta \boldsymbol{x}+r(\Delta \boldsymbol{x})$+$\displaystyle\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x})-\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x}_0)=A\Delta \boldsymbol{x}+r(\Delta \boldsymbol{x})$
  
-$\lim\limits_{\|\Delta \boldsymbol{x}\|\to 0}\frac{\|r(\Delta \boldsymbol{x})\|}{\|\Delta\boldsymbol{x}\|}=0$+$\displaystyle\lim\limits_{\|\Delta \boldsymbol{x}\|\to 0}\frac{\|r(\Delta \boldsymbol{x})\|}{\|\Delta\boldsymbol{x}\|}=0$
  
 则称 $\boldsymbol{f}$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处可微,并称 $A\Delta \boldsymbol{x}$ 为 $\boldsymbol{f}$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处的微分,记作 $\mathrm{d}\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x}_0)=A\mathrm{d}\boldsymbol{x}$. 则称 $\boldsymbol{f}$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处可微,并称 $A\Delta \boldsymbol{x}$ 为 $\boldsymbol{f}$ 在 $\boldsymbol{x}_0$ 处的微分,记作 $\mathrm{d}\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x}_0)=A\mathrm{d}\boldsymbol{x}$.
行 925: 行 919:
 $z=f(u, v)$ $z=f(u, v)$
  
-$\mathrm{d}z=\frac{\partial z}{\partial u}\mathrm{d}u+\frac{\partial z}{\partial v}\mathrm{d}v$+$\displaystyle\mathrm{d}z=\frac{\partial z}{\partial u}\mathrm{d}u+\frac{\partial z}{\partial v}\mathrm{d}v$
  
 $u, v$ 可为自变量或中间变量。 $u, v$ 可为自变量或中间变量。
行 937: 行 931:
 (纯偏导) (纯偏导)
  
-$\frac{\partial}{\partial x}(\frac{\partial z}{\partial x})=\frac{\partial^2 z}{{\partial x}^2}=f_{xx}(x,​ y)$+$\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}(\frac{\partial z}{\partial x})=\frac{\partial^2 z}{{\partial x}^2}=f_{xx}(x,​ y)$
  
-$\frac{\partial}{\partial y}(\frac{\partial z}{\partial y})=\frac{\partial^2 z}{{\partial y}^2}=f_{yy}(x,​ y)$+$\displaystyle\frac{\partial}{\partial y}(\frac{\partial z}{\partial y})=\frac{\partial^2 z}{{\partial y}^2}=f_{yy}(x,​ y)$
  
 (混合偏导) (混合偏导)
  
-$\frac{\partial}{\partial y}(\frac{\partial z}{\partial x})=\frac{\partial^2 z}{{\partial x}\partial y}=f_{xy}(x,​ y)$+$\displaystyle\frac{\partial}{\partial y}(\frac{\partial z}{\partial x})=\frac{\partial^2 z}{{\partial x}\partial y}=f_{xy}(x,​ y)$
  
-$\frac{\partial}{\partial x}(\frac{\partial z}{\partial y})=\frac{\partial^2 z}{\partial y\partial x}=f_{yx}(x,​ y)$+$\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}(\frac{\partial z}{\partial y})=\frac{\partial^2 z}{\partial y\partial x}=f_{yx}(x,​ y)$
  
 ==== 混合偏导相等条件 ==== ==== 混合偏导相等条件 ====
行 973: 行 967:
 === 二元函数 === === 二元函数 ===
  
-$\mathbf{Th.\ \ 15.3.2}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 15.3.2}$
  
 设函数 $f(x, y)$ 在点 $(x_0, y_0)$ 的邻域 $U$ 上具有 $k+1$ 阶连续偏导数,那么对于 $U$ 内每一点 $(x_0+\Delta x, y_0+\Delta y)$ 都有 设函数 $f(x, y)$ 在点 $(x_0, y_0)$ 的邻域 $U$ 上具有 $k+1$ 阶连续偏导数,那么对于 $U$ 内每一点 $(x_0+\Delta x, y_0+\Delta y)$ 都有
行 989: 行 983:
 === 多元函数 === === 多元函数 ===
  
-$\mathbf{Th.\ \ 15.3.3}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 15.3.3}$
  
 设函数 $f(x_1, x_2, \ldots, x_n)$ 在点 $(x_1^0, \ldots, x_n^0)$ 附近具有 $k+1$ 阶连续偏导数,那么该点附近有 设函数 $f(x_1, x_2, \ldots, x_n)$ 在点 $(x_1^0, \ldots, x_n^0)$ 附近具有 $k+1$ 阶连续偏导数,那么该点附近有
行 1011: 行 1005:
 使用多重指标 $\boldsymbol{\alpha}$ 的高阶偏导数 使用多重指标 $\boldsymbol{\alpha}$ 的高阶偏导数
  
-$\boldsymbol{D}^{\boldsymbol{\alpha}}f(\boldsymbol{x})=\frac{\partial^{|\boldsymbol{\alpha}|}f}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}(x)$+$\displaystyle\boldsymbol{D}^{\boldsymbol{\alpha}}f(\boldsymbol{x})=\frac{\partial^{|\boldsymbol{\alpha}|}f}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}(x)$
  
-$\mathbf{Th.\ \ 15.3.4}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\ \ 15.3.4}$
  
 $D\subset \mathbb{R}^n$ 是凸区域,$f:​D\to \mathbb{R}$ 具有 $m+1$ 阶连续偏导数,存在 $\theta \in (0, 1)$ 使得 $D\subset \mathbb{R}^n$ 是凸区域,$f:​D\to \mathbb{R}$ 具有 $m+1$ 阶连续偏导数,存在 $\theta \in (0, 1)$ 使得
行 1089: 行 1083:
   - $u, v$ 在 $U((x_0, y_0))$ 内有一阶连续偏导,且   - $u, v$ 在 $U((x_0, y_0))$ 内有一阶连续偏导,且
  
-$\frac{\partial u}{\partial x}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (x, v)}$+$\displaystyle\frac{\partial u}{\partial x}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (x, v)}$
  
-$\frac{\partial v}{\partial x}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (u, x)}$+$\displaystyle\frac{\partial v}{\partial x}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (u, x)}$
  
-$\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (y, v)}$+$\displaystyle\frac{\partial u}{\partial y}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (y, v)}$
  
-$\frac{\partial v}{\partial y}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (u, y)}$+$\displaystyle\frac{\partial v}{\partial y}=-\frac{1}{J}\frac{\partial (F, G)}{\partial (u, y)}$
  
 ===== 15.5 隐函数定理的几何应用 ===== ===== 15.5 隐函数定理的几何应用 =====
行 1139: 行 1133:
 法线: 法线:
  
-$\frac{x-x_0}{F_x(x_0,​ y_0, z_0)}=\frac{y-y_0}{F_y(x_0,​ y_0, z_0)}=\frac{z-z_0}{F_z(x_0,​ y_0, z_0)}$+$\displaystyle\frac{x-x_0}{F_x(x_0,​ y_0, z_0)}=\frac{y-y_0}{F_y(x_0,​ y_0, z_0)}=\frac{z-z_0}{F_z(x_0,​ y_0, z_0)}$
  
 ===== 15.6 多元函数的极值问题 ===== ===== 15.6 多元函数的极值问题 =====
行 1147: 行 1141:
 === 定义 === === 定义 ===
  
-$\forall \boldsymbol{x}\in \mathbb{R}^n$,都有+$\displaystyle\forall \boldsymbol{x}\in \mathbb{R}^n$,都有
  
-$\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为正定矩阵。+$\displaystyle\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为正定矩阵。
  
-$\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为半正定矩阵。+$\displaystyle\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为半正定矩阵。
  
-$\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为负定矩阵。+$\displaystyle\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为负定矩阵。
  
-$\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为半负定矩阵。+$\displaystyle\boldsymbol{x}'​A\boldsymbol{x}>​0$,则称 $A$ 为半负定矩阵。
  
 否则属于不定矩阵。 否则属于不定矩阵。
行 1280: 行 1274:
 ==== 二重积分 ==== ==== 二重积分 ====
  
-$\iint\limits_D f(x, y)\mathrm{d}\sigma = \lim\limits_{\lambda\to 0}\sum\limits_{i=1}^{n}f(\xi_i,​ \eta_i)\Delta\sigma_i$+$\displaystyle\iint\limits_D f(x, y)\mathrm{d}\sigma = \lim\limits_{\lambda\to 0}\sum\limits_{i=1}^{n}f(\xi_i,​ \eta_i)\Delta\sigma_i$
  
 直角坐标系下可写为: 直角坐标系下可写为:
  
-$\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}\sigma=\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$+$\displaystyle\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}\sigma=\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$
  
 ==== 二重积分的存在性 ==== ==== 二重积分的存在性 ====
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.1}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.1}$
  
 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积,则 $f(x, y)$ 在 $D$ 上有界。 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积,则 $f(x, y)$ 在 $D$ 上有界。
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.2}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.2}$
  
 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积 $\iff \lim\limits_{\|T\|\to 0}S(T)=\lim\limits_{\|T\|\to 0}s(T)$。 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积 $\iff \lim\limits_{\|T\|\to 0}S(T)=\lim\limits_{\|T\|\to 0}s(T)$。
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.3}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.3}$
  
 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积 $\iff \forall \varepsilon>​0,​ \exists T, \mathrm{s.t.}\;​\;​S(t)-s(T)<​\varepsilon$。 $f(x, y)$ 在 $D$ 上可积 $\iff \forall \varepsilon>​0,​ \exists T, \mathrm{s.t.}\;​\;​S(t)-s(T)<​\varepsilon$。
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.4}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.4}$
  
 有界闭域上的连续函数必可积。 有界闭域上的连续函数必可积。
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.5}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​ 16.2.5}$
  
 $f(x, y)$ 是定义在有界闭域上的有界函数,若其不连续点都落在有限条光滑曲线上,则 $f(x, y)$ 在该有界闭域内可积。 $f(x, y)$ 是定义在有界闭域上的有界函数,若其不连续点都落在有限条光滑曲线上,则 $f(x, y)$ 在该有界闭域内可积。
行 1312: 行 1306:
 === 保数乘 === === 保数乘 ===
  
-$\iint\limits_{D}kf(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y=k\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$+$\displaystyle\iint\limits_{D}kf(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y=k\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$
  
 === 保加 === === 保加 ===
  
-$\iint\limits_{D}[f(x,​y)\pm g(x, y)]\mathrm{d}x\mathrm{d}y=\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\pm\iint\limits_{D}g(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$+$\displaystyle\iint\limits_{D}[f(x,​y)\pm g(x, y)]\mathrm{d}x\mathrm{d}y=\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\pm\iint\limits_{D}g(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$
  
 === 区域可加性 === === 区域可加性 ===
  
-$\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y=\iint\limits_{D_1}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y+\iint\limits_{D_2}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$+$\displaystyle\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y=\iint\limits_{D_1}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y+\iint\limits_{D_2}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$
  
 $(D=D_1\cup D_2, D_1\cap D_2=\varnothing)$ $(D=D_1\cup D_2, D_1\cap D_2=\varnothing)$
行 1332: 行 1326:
 在 $D$ 上 $f(x, y)\le g(x, y)$,则有 在 $D$ 上 $f(x, y)\le g(x, y)$,则有
  
-$\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\le \iint\limits_{D}g(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$+$\displaystyle\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\le \iint\limits_{D}g(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y$
  
 特别地,$\left|\iint\limits_{D}{f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y}\right|\le \iint\limits_{D}{\left|f(x,​y)\right|\mathrm{d}x\mathrm{d}y}$ 特别地,$\left|\iint\limits_{D}{f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y}\right|\le \iint\limits_{D}{\left|f(x,​y)\right|\mathrm{d}x\mathrm{d}y}$
行 1346: 行 1340:
 在闭区域 $D$ 上 $f(x, y)$ 连续,$\sigma$ 为 $D$ 的面积,则在 $D$ 上至少存在一点 $(\xi, \eta)$ 使得 在闭区域 $D$ 上 $f(x, y)$ 连续,$\sigma$ 为 $D$ 的面积,则在 $D$ 上至少存在一点 $(\xi, \eta)$ 使得
  
-$\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y= \sigma f(\xi,​\eta)$+$\displaystyle\iint\limits_{D}f(x,​y)\mathrm{d}x\mathrm{d}y= \sigma f(\xi,​\eta)$
  
 ===== 16.2 二重积分的计算 ===== ===== 16.2 二重积分的计算 =====
行 1398: 行 1392:
 === 变量变换公式 === === 变量变换公式 ===
  
-$\mathbf{Th.\;​\;​}$+$\displaystyle\mathbf{Th.\;​\;​}$
  
 $f(x, y)$ 在有界闭域 $D$ 上可积,若变换 $T: x=x(u, v), y=y(u,v)$ 将 $uv$ 平面上按段光滑封闭曲线所围的区域 $\Delta$ 一对一的映成 $xy$ 平面上的闭区域 $D$,函数 $x(u, v), y(u, v)$ 在 $\Delta$ 内分别具有一阶连续偏导数,且 $J(u, v)=\frac{\partial (x, y)}{\partial (u, v)}\neq 0, \forall (u, v)\in \Delta$,则 $f(x, y)$ 在有界闭域 $D$ 上可积,若变换 $T: x=x(u, v), y=y(u,v)$ 将 $uv$ 平面上按段光滑封闭曲线所围的区域 $\Delta$ 一对一的映成 $xy$ 平面上的闭区域 $D$,函数 $x(u, v), y(u, v)$ 在 $\Delta$ 内分别具有一阶连续偏导数,且 $J(u, v)=\frac{\partial (x, y)}{\partial (u, v)}\neq 0, \forall (u, v)\in \Delta$,则
行 1448: 行 1442:
 ==== 例 ==== ==== 例 ====
  
-$\mathbf{Prove:​}$ $$\int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t = \frac{1}{2}\int_0^x(x-t)^2f(t)\mathrm{d}t$$+$\displaystyle\mathbf{Prove:​}$ $$\int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t = \frac{1}{2}\int_0^x(x-t)^2f(t)\mathrm{d}t$$
  
-$\mathbf{Proof:​}$+$\displaystyle\mathbf{Proof:​}$
  
 $$\because \int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t=\int_0^v\mathrm{d}t\int_t^v f(t) \mathrm{d}u=\int_0^v (v-t) f(t) \mathrm{d}t$$ $$\therefore \int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t = \int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v (v-t) f(t) \mathrm{d}t$$ $$= \int_0^x \mathrm{d}t\int_t^x (v-t) f(t) \mathrm{d}v=\int_0^x \mathrm{d}t\int_t^x (v-t) f(t) \mathrm{d}v$$ $$=\int_0^x \mathrm{d}t\left[\frac{1}{2}(v-t)^2 f(t)\right]_t^x=\frac{1}{2}\int_0^x(x-t)^2 f(t)\mathrm{d}t $$\because \int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t=\int_0^v\mathrm{d}t\int_t^v f(t) \mathrm{d}u=\int_0^v (v-t) f(t) \mathrm{d}t$$ $$\therefore \int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v\mathrm{d}u\int_0^uf(t)\mathrm{d}t = \int_0^x \mathrm{d}v\int_0^v (v-t) f(t) \mathrm{d}t$$ $$= \int_0^x \mathrm{d}t\int_t^x (v-t) f(t) \mathrm{d}v=\int_0^x \mathrm{d}t\int_t^x (v-t) f(t) \mathrm{d}v$$ $$=\int_0^x \mathrm{d}t\left[\frac{1}{2}(v-t)^2 f(t)\right]_t^x=\frac{1}{2}\int_0^x(x-t)^2 f(t)\mathrm{d}t
行 1532: 行 1526:
 设 $\Delta$ 是 $uv$ 平面上的一个区域,则称 设 $\Delta$ 是 $uv$ 平面上的一个区域,则称
  
-$\Sigma: \vec{r}=\vec{r}(u,​ v), (u, v)\in \Delta$+$\displaystyle\Sigma: \vec{r}=\vec{r}(u,​ v), (u, v)\in \Delta$
  
 为曲面的向量方程,其中 $\vec{r}(u, v)\in \mathbb{R}^3$。 为曲面的向量方程,其中 $\vec{r}(u, v)\in \mathbb{R}^3$。
行 1835: 行 1829:
 $$ $$
  
-$\sqrt{EG-F^2}$ 称曲面的第一基本量+$\displaystyle\sqrt{EG-F^2}$ 称曲面的第一基本量
  
 ==== 定义 ==== ==== 定义 ====
行 1845: 行 1839:
 ==== 计算 ==== ==== 计算 ====
  
-$\Sigma$ 是正则曲面,参数方程为 $\vec{r}=\vec{v}(u,​ v), (u,v)\in \varDelta$,+$\displaystyle\Sigma$ 是正则曲面,参数方程为 $\vec{r}=\vec{v}(u,​ v), (u,v)\in \varDelta$,
  
 函数 $f(x, y, z)$ 在 $\Sigma$ 上连续,则有 函数 $f(x, y, z)$ 在 $\Sigma$ 上连续,则有
行 1884: 行 1878:
  
 $z=z(x, y), (x, y)\in D$\\ $z=z(x, y), (x, y)\in D$\\
-$\cos\alpha = \frac{\mp z_x}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}},​$\\+$\cos\alpha = \frac{\mp z_x\displaystyle}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}},​$\\
 $\cos\beta = \frac{\mp z_y}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}},​$\\ $\cos\beta = \frac{\mp z_y}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}},​$\\
-$\cos\gamma = \frac{\pm 1}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}}.$ +\displaystyle$\cos\gamma = \frac{\pm 1}{\sqrt{1+z_x^2+z_y^2}}.$ 
 +\displaystyle
 $$ $$
 \iint\limits_{S}P\mathrm{d}y\mathrm{d}z+Q\mathrm{d}z\mathrm{d}x+R\mathrm{d}x\mathrm{d}y \iint\limits_{S}P\mathrm{d}y\mathrm{d}z+Q\mathrm{d}z\mathrm{d}x+R\mathrm{d}x\mathrm{d}y
行 1895: 行 1889:
 ==== 参数方程处理 ==== ==== 参数方程处理 ====
  
-$\vec{r}=\vec{r}(u,​ v), (u, v)\in \Delta$+$\displaystyle\vec{r}=\vec{r}(u,​ v), (u, v)\in \Delta$
  
-$\vec{F}=(P,​ Q, R)$,在 $S$ 上连续+$\displaystyle\vec{F}=(P, Q, R)$,在 $S$ 上连续
  
 $$ $$
行 1911: 行 1905:
  
 $$ $$
-\iiint\limits_{V}\left(\frac{\partial P}{\partial x}+\frac{\partial Q}{\partial y}+\frac{\partial R}{\partial z}\right)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\mathrm{d}z=\oiint\limits_{S}P\mathrm{d}y\mathrm{d}z+Q\mathrm{d}z\mathrm{d}x+R\mathrm{d}x\mathrm{d}y+\iiint\limits_{V}\left(\frac{\partial P}{\partial x}+\frac{\partial Q}{\partial y}+\frac{\partial R}{\partial z}\right)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\mathrm{d}z=\iint\limits_{S}\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\;​\subset\!\supset ​P\mathrm{d}y\mathrm{d}z+Q\mathrm{d}z\mathrm{d}x+R\mathrm{d}x\mathrm{d}y
 $$ $$
  
行 1954: 行 1948:
  
 向量场:\\ 向量场:\\
-$\vec{F}(x, y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$+$\vec{F}(x,\displaystyle ​y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$
  
 ==== 梯度场 ==== ==== 梯度场 ====
行 1977: 行 1971:
 ==== 散度场 ==== ==== 散度场 ====
  
-$\vec{F}(x, y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$ 为空间区域 $V$ 上的向量值函数,定义数量函数+$\displaystyle\vec{F}(x, y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$ 为空间区域 $V$ 上的向量值函数,定义数量函数
  
 $$D(x, y, z)=\frac{\partial P}{\partial x}+\frac{\partial Q}{\partial y}+\frac{\partial R}{\partial z}$$ $$D(x, y, z)=\frac{\partial P}{\partial x}+\frac{\partial Q}{\partial y}+\frac{\partial R}{\partial z}$$
行 1986: 行 1980:
  
 $$ $$
-\iiint\limits_{V}\mathrm{div}\;​\vec{F}\mathrm{d}x\mathrm{d}y\mathrm{d}z=\oiint\limits_S ​\vec{F}\cdot\mathrm{d}\vec{S}+\iiint\limits_{V}\mathrm{div}\;​\vec{F}\mathrm{d}x\mathrm{d}y\mathrm{d}z=\iint\limits_{S}\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\;​\subset\!\supset ​\vec{F}\cdot\mathrm{d}\vec{S}
 $$ $$
  
 上式两边取某一点 $M_0$ 处的极限,可知 $\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)$ 是流量对体积 $V$ 的变化率。 上式两边取某一点 $M_0$ 处的极限,可知 $\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)$ 是流量对体积 $V$ 的变化率。
  
-$\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)>​0$,流出,称为源+$\displaystyle\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)>​0$,流出,称为源
  
-$\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)<​0$,流入,称为汇+$\displaystyle\mathrm{div}\;​\vec{F}(M_0)<​0$,流入,称为汇
  
 若 $\forall P\in V, \mathrm{div}\;​\vec{F}(P)=0$,称 $\vec{F}$ 是无源场。 若 $\forall P\in V, \mathrm{div}\;​\vec{F}(P)=0$,称 $\vec{F}$ 是无源场。
行 2017: 行 2011:
 ==== 旋度场 ==== ==== 旋度场 ====
  
-$\vec{F}(x, y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$ 为空间区域 $V$ 上的向量值函数,定义向量函数:+$\displaystyle\vec{F}(x, y, z)=(P(x, y, z), Q(x, y, z), R(x, y, z))$ 为空间区域 $V$ 上的向量值函数,定义向量函数:
  
 $$ $$
行 2069: 行 2063:
 === 路径无关性 === === 路径无关性 ===
  
-$\Omega\subset\mathbb{R}^3$ 是单连通区域,$P,​ Q, R$ 在 $\Omega$ 上连续,且有一阶连续偏导,则下列四个条件等价:+$\displaystyle\Omega\subset\mathbb{R}^3$ 是单连通区域,$P,​ Q, R$ 在 $\Omega$ 上连续,且有一阶连续偏导,则下列四个条件等价:
  
   - 对任一按段光滑封闭曲线 $L$,$\oint\limits_{L}P\mathrm{d}x+Q\mathrm{d}y+R\mathrm{d}z = 0$   - 对任一按段光滑封闭曲线 $L$,$\oint\limits_{L}P\mathrm{d}x+Q\mathrm{d}y+R\mathrm{d}z = 0$
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